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\hypersetup {
pdfauthor={José Roberto Colombo Junior},
pdfsubject={Fonte de alimentação - V1.1.0},
pdftitle={Manual do projeto de mais uma fonte de alimentação},
pdfkeywords={Eletrônica, estabilidade, ripple, lm723, fonte de alimentação, power supply}
}

\title{Manual de mais uma fonte de alimentação}
\author{José Roberto Colombo Junior}
\date{\today}

\begin{document}
% Capa
\maketitle
\tableofcontents  % Gera o sumário
\newpage % Separa o sumário do resto do texto

\chapter[Objetivo e introdução]{Objetivo e introdução}

ATENÇÃO! ESTA NÃO É UMA OBRA DE MACHADO DE ASSIS!

A maioria dos projetos possuem algum objetivo, e este não é excessão. Decidi criar uma fonte de alimentação decente quando, comecei a queimar muitos componentes eletrônicos, graças à minha primeira fonte de alimentação, sem estabilização e circuito de proteção contra curto-circuito.

Outro motivo que me animou a criar este monstrinho, é o fato da maioria das fontes de alimentação profissionais do mercado serem de valor abusivo (uma fonte simétrica (3A) com proteção de curto circuito chega a custar mais de 900 reais hoje).

Além disto, quando comecei a brincar com eletricidade e eletrônica, senti uma tremenda dificuldade em encontrar algum projeto bom disponível na internet. Lembro-me de encontrar um, que era fantástico, porém era pago... Como não gastei 1 centavo sequer para desenhar o esquemático,a placa PCB, a lista de componentes e este texto, acho que seria legal eu contribuir com algo assim para a comunidade.

Todo o projeto foi contruído com as ferramentas livres do Projeto gEDA, compilado e instalado em meu Gentoo MUITU MACHO...  Também preferi utilizar ferramentas livres pois, sinceramente, acho que é falta de educação disponibilizar um projeto que foi feito no PCAD ou no Eagle, que são ferramentas pagas, ou seja, para abrir o arquivo eu preciso baixar o programa, aceitar a licença e então visualizar. Para editar geralmente é ainda pior, geralmente tem um tal de "BUY A BETTER LICENSE". Portanto, para abrir e editar o projeto, baixe o \LaTeX para mudar este manual ou então, para o esquemático, utilize o Editor de Esquemáticos gEDA e a placa, o PCB.

Prometo que este projeto funcionou para mim, porém, como está sob a licença GPL, ele vem sem NENHUMA garantia. Gostaria também de dizer para que aqueles que lerem este documento ou utilizarem meu esquemático/placa, por favor, se encontrarem erros, me avisem. Já se fizerem alguma melhoria, vocês são obrigados a disponibilizarem estas ;-)
  
\chapter[Especificações]{Especificações}
Os laboratórios da universidade utilizam aquelas fontes de alimentação da Minipa. Com uma excelente circuito para proteção, elas passam uma grande segurança para o usuário, que geralmente está com sono durante as aulas de laboratório (não falo de mim, ok?:)

\section[Circuito de proteção]{Circuito de proteção}
Esta fonte possui dois circuitos de proteção, um digital e um analógico que são indepentes um do outro (para reforçar a segurança).

\subsection[Proteção digital]{Proteção digital}
A proteção digital (como o próprio nome diz, é sim ou não) e cortará toda a corrente da saída da fonte caso seja detectado um curto circuito ou que se atinja a corrente máxima programada. Isso é muito bom para picos de corrente (por exemplo, um transistor que abriu o bico), porém muito ruim para quando se deseja apenas limitar a corrente (carregar uma bateria de celular). Para realizar a medida da corrente atual, utiliza-se o resistor R8 ($0,47\Omega$).

Quando se passa uma corrente qualquer I sobre este resistor, ele irá suportar uma certa tensão. Esta tensão pode ser medida como sendo:

$$V_{R8} = I_{out}*0,47 (V)$$

O microcontrolador irá recolher esta tensão e convertê-la, fazendo uso da conversão Analógica para Digital, e então realizando uma simples divisão $(ValorConvertido)/0,47 = CorrenteLida$. Com a corrente lida, pode compara ela com alguma valor genérico e portanto, pode-se obter um controle sobre a corrente de saída da fonte. No caso de encontrar um curto circuito, o uC irá acionar o relé U5, que controla a base dos transistores de potência. Para baixas correntes, o circuito de amplificação de tensão irá multiplicar a tensão lida por um certo valor, aumentar (e muito) a precisão do mostrador digital.

Como o uC suporta até no máximo 5V, forçar uma entrada de 30V nele, com toda a certeza irá fritá-lo. Para garantir que isso NUNCA acontecerá, existe o circuito de amplificação de corrente. Nesse circuito, que é alimentado com apenas 5V, possui uma sáida máxima de 3,5V, que é inferior aos 5V. Caso este circuito por algum motivo danifique, o resistor R32 irá absorver toda a tensão que cairia sobre o uC, de forma a proteger o tão estimado circuito integrado caro.

\subsection[Proteção analógica]{Proteção analógica}
O circuito de proteção analógico não depente de nenhum oscilador e portanto opera em tempo real. O LM723 (vulgo coração do projeto) é um circuito integrado muito bom, falarei dele mais a frente, e possui duas entradas para monitoramento de corrente. Esta corrente pode ser controlada e portanto, com jogo básico de resistores (vide R2, R3, R4, R12 e R13). O potenciômetro é capaz de selecionar uma corrente máxima e portanto, quando a corrente de saída atinge esse máximo, nada acontece. Caso ultrapasse o máximo, o LM723 se encarrega de abaixar a tensão na saída, de forma automática, mantendo apenas a corrente máxima.

A grande desvantagem deste modo de operação, é que ele não é capaz de acompanhar baixas correntes (da ordem de 40mA, por exemplo). A menor corrente que ele é capaz de medir são 70mA (teóricos). Para abaixar esta corrente, pode-se alterar o valor de R12. A problemática em fazê-lo, é que este resistor irá aquecer muito, o que não é bom. Uma solução (para aqueles mais encanados com baixas correntes) é utilizar este R12 apenas para baixíssimas correntes. E utilizar então R13 para correntes altas. Desta maneira, existe uma chave seletora de corrente para cada um dos dois modos (alta e baixa corrente). Existe a possibilidade disso se tornar totalmente digital, porém, por hora preferi criá-lo utilizando uma chave seletora simples.

Nesse projeto, o resistor R12 irá limitar a corrente para 300mA máximos e 70mA mínimos. Abaixo desse valor mínimo, apenas a proteção digital é capaz de atuar. Afim de facilitar a vida de quem quer mudar o projeto, na pasta dele, há um arquivo do OpenOffice Calc, que é capaz de gerar as correntes (máxima, mínima e intermediárias) para cada valor dos resistores utilizados, permitindo uma verdadeira customização do projeto. Acho isso interessante pois, como em casa possuo apenas 2 trafos de 5A cada, criei uma fonte que fornece no máximo 5A, caso você possua outro trafo, mude estes resistores até encontrar a combinação perfeita.

\section[Mostrador digital]{Mostrador digital}
Outra mamata, é o mostrador digital. Ele é capaz de obter máxima precisão para ambas as escalas de corrente, graças ao estágio de amplificação de tensão.

\end{document}
